世界53种发动机概述(三)
本田VCM可变气缸管理系统技术,V6 i-VTEC发动机使用的VCM系统是首次应用于非混合动力雅阁车型。新一代VCM系统可以在三缸、四缸和全六缸工作模式之间切换,而以前只能在三缸和四缸工作模式之间切换。
VCM系统可以保证新雅阁所有六个气缸在任何需要大功率输出的情况下都投入运行,比如起步、加速或者爬坡。但在中速巡航和发动机低负荷的情况下,只运行一个气缸组,即三个气缸,后气缸组停止工作。在中等加速、高速巡航和缓坡行驶时,发动机会四缸运转,即前排气缸的左、中缸正常工作,后排气缸的右、中缸正常工作。
全新的3升和5升V6发动机采用了本田最先进的VCM可变气缸管理技术。VCM系统可以在3缸、4缸和全6缸工作模式之间自动切换,在任何需要大功率输出的情况下,比如车辆起步、加速或爬坡,6个缸都会全部投入运行。在中速巡航和发动机低负荷的情况下,系统只运行一个气缸组,即三个气缸;在中等加速、高速巡航和缓坡行驶时,发动机将四缸运转,从而大大降低油耗。这款3,5L V6不仅是迄今为止最强劲的本田发动机,油耗也比上一代雅阁3和0车型降低了7%。
42、反向发动机
福克斯的duratec-he反向铝合金发动机采用全铝合金材质,反向设计。最大功率可达104kw,最大扭矩可达180n?M(2,0l发动机)[1],配合vis(可变进气系统)可变惯性进气装置、塑钢等长进气歧管,展现出加速敏捷、运转平稳、高效进气效果、低噪音低油耗的优势。
43.水平对置发动机
发动机活塞均匀分布在曲轴两侧,在水平方向左右移动。发动机整体高度降低,长度缩短,整车重心降低,车辆行驶更加平稳。发动机安装在整车中心线上,两侧活塞产生的力矩相互抵消,大大降低了车辆行驶时的震动,使发动机转速大大提高,噪音降低。
44、i-DSI(稀燃技术)
I-DSI是双火花塞点火,可以提高燃烧效率。通过增加发动机中空气燃料混合物的空燃比,空气燃料混合物在空燃比大于理论空燃比的状态下燃烧。比较少见的缸外稀燃技术虽然不如缸内直喷先进,但成本比直喷发动机低。
45、GDI(汽油直喷发动机)
三菱的GDI发动机通过稀薄燃烧技术,油耗降低20%-35%,二氧化碳排放降低20%,而输出功率比同排量普通发动机高10%。缸内直喷技术是稀薄燃烧技术的一个分支。
与普通发动机最大的区别在于它的直喷系统。其实缸内直喷并不是什么新技术。很多年前,很多柴油机都是用这种技术设计的,只是几年后才应用到汽油机上。
缸内直喷技术有两个优点:1。发动机可以在火花塞点火前直接将汽油喷入高压燃烧室,同时在ECU的精确控制下,使混合气分层燃烧。这种技术可以让火花塞附近的混合气相对较浓,远离火花塞的混合气相对较稀,从而更有效地实现?瘦?点火和分层燃烧。2.由于汽油是直接喷入缸内的,与传输缸外喷射相比,混合气不需要经过节气门,因此可以减小节气门对混合气产生的气阻。
46、MPi(外喷发动机)
它的燃料被注入进气管。为了让汽油喷入进气管后有足够的时间与空气混合,喷油器需要与气门分开一定的距离,汽油和空气在这个空间充分混合后,再引入气缸燃烧。
对于这种传统的设计,如果汽油直接喷入气缸,必然导致空气和汽油混合的时间不足。这种未混合的气体显然不能满足发动机的点火要求。这是缸内直喷发动机首先要解决的问题。
47.直接喷射发动机
IDE仍然使用空燃的稀混合气,但同时增加了EGR阀的废气循环。EGR是废气再循环的缩写,翻译成中文就是废气再循环的意思。这项技术可以降低油耗,有效降低燃烧温度?这是其有效解决GDI发动机排放问题的根本。
众所周知,空气主要由氮气、氧气、二氧化碳和其他一些惰性气体组成。所占比例最大的氮气是一种非常稳定的气体,通常很难被氧气直接氧化。但在高温高压条件下,通常非常稳定的氮气很容易与氧气发生反应,从而生成非常有害的氮氧化物。
普通发动机,包括上面提到的GDI发动机,在正常工作时都处于高温高压状态,这样空气和燃油的混合气燃烧后容易生成氮氧化物。这个问题对于缸内直喷的发动机尤为突出。
因为缸内直喷发动机的压缩比通常设计得较高,缸内压力比普通发动机高,更容易产生氮氧化物。我们都知道柴油机排放的氮氧化物通常比汽油机高很多,主要是因为柴油机压缩比高。当压力无法降低时(因为高压缩比是提高发动机效率的必要手段),降低氮氧化物排放的唯一途径就是降低缸内燃烧温度。
IDE发动机的EGR废气再循环系统是通过将从气缸排出的一部分废气重新引入进气管并与新鲜空气和燃油混合来降低燃烧室的温度。我们知道燃烧过的废气不能再燃烧。这些废气被引入气缸后,会占据气缸内有效容积的一部分。这种效果相当于降低了发动机的排量,自然可以有效降低燃烧温度,同时排出的废气自然也会减少。
48、i-VCT(吸气可变正时凸轮发动机)
I-VCT又称可变进气凸轮正时系统,可以利用发动机在2000转/分至5000转/分的转速范围内输出90%以上的扭矩,保证发动机性能的连续性。VVT?我,可变气门正时系统,强调的是低速时的特性,但实际上丰田VVT?I在2000转以下,扭矩并不丰富,低速高挡行驶有扭矩不足的感觉。这是因为VVT吗?I的操作无法覆盖低速的范围,只能依靠档位的配合。丰田的排挡太注重驾驶的平顺性,导致对一体车的驾驶没有任何激情。不过起步加速阶段的动力还是不错的,这也是为了适应城市驾驶的特点而特别调整的。
全新第三代福特蒙迪欧搭载的DURATEC-HE2,3列4缸16气门双顶置凸轮轴铝合金发动机,采用i-VCT可变进气凸轮正时等先进技术,排放符合欧IV标准。相比同级别产品,低速更省油,高速动力输出更丰富。
49.智能直喷发动机
凯迪拉克SIDI发动机结合了缸内智能直喷、D-VVT电子可变双气门正时和最新的ECM发动机管理模块。SIDI双模直喷发动机的结构有了很大的调整。与原来的喷射到进气歧管的方式相比,SIDI发动机用可变气门缸内直喷系统代替了多点喷射供油系统。这意味着将燃油喷嘴植入缸内,通过高压将燃油雾化喷入缸内,点燃混合气,实现缸内稀薄燃烧,从而提高发动机效率。同时,它还具有出色的燃油经济性和更低的废气排放。
此外,缸内直喷技术因为允许更高的压缩比(SIDI的压缩比高达11,1: 1),可以大大降低缸内爆震和发动机振动。所有这些优点可以使发动机的寿命比普通电喷发动机长得多。
基于以上特点,与同排量多点喷射发动机相比,SIDI双模直喷发动机最大功率可提高约15%,最大扭矩可提高约8%,燃油效率可提高3%以上。
50.ETCS-i+ACIS(智能正时可变气门控制和智能电子节气门控制系统)
雷克萨斯SC430搭载4升和3升32气门的V8发动机,配备智能正时可变气门控制系统(VVT-i)和智能电子节气门控制系统(ETCS-i),动力源源不断。它最受世人推崇的是车身敞篷的特殊设计。
51,双涡轮增压器发动机
奔驰的双涡轮增压是涡轮增压的方式之一。针对废气涡轮增压的涡轮迟滞现象,将一大一小两个涡轮串联或两个相同的涡轮并联。当发动机转速较低时,较少的废气可以驱动涡轮高速旋转,产生足够的进气压力,减少涡轮迟滞效应。
常见的涡轮增压是单涡轮增压,包括机械涡轮增压、废气涡轮增压和复合涡轮增压。机械增压是发动机运转直接驱动涡轮,优点是没有涡轮迟滞,缺点是损失部分动力,增压值低。废气涡轮增压依靠发动机排气的剩余动能驱动涡轮旋转。优点是涡轮转速高,涡轮增压值大,动力提升明显。缺点是有涡轮迟滞,也就是发动机转速低的时候(一般在1500?1800转以下),排气动能小,不能带动涡轮高速旋转来增加进气压力。此时发动机功率相当于自然吸气。当转速升高时,涡轮增压工作,功率会突然增大。
双涡轮增压器的串联和并联在双涡轮增压汽车上,两组涡轮将串联或并联。并联是指每组涡轮负责发动机一半气缸的工作,每组涡轮规格相同。比如保时捷911 turbo,天际线GT-R RB26DETT,Supra 2JZ-GTE,宝马全新3,0双涡轮增压都是并联涡轮的杰出代表,具有涡轮增压响应快,管路复杂度降低的优点。
串联式汽轮机通常由一大一小两组汽轮机串联而成。反应快的小涡轮在低转速下推动,让低转速下扭矩丰富的大涡轮介入,提供充足的进气,提高动力输出。RX-7的13B-REW发动机就是系列涡轮的一个很好的例子。常见的涡轮增压是单涡轮增压,包括机械涡轮增压、废气涡轮增压和复合涡轮增压。
52、VIM(可变进排气歧管技术发动机)
兰博基尼VIM可变进排气歧管技术发动机20世纪90年代中期以后,可变进气歧管技术在汽车上变得越来越普及。该技术可以提高发动机在中低速时的扭矩输出,对燃油经济性和高速动力没有不良影响,因此可以提高发动机的适应性。
通常固定进气歧管只能根据发动机的具体要求进行优化设计,或在高转速和低转速下,或采取折中的方法,但无论哪种设计,都无法兼顾不同转速下的要求。可变进气歧管技术可以分为两个或多个阶段,以适应不同的发动机转速。可变进气歧管技术与可变配气技术有些类似,但可变进气歧管技术更注重提高低速时的扭矩输出(高速时提高动力输出的效果并不明显),所以这种技术在普通民用轿车上应用广泛。
不过这也不是绝对的,因为它可以提供更好的发动机响应性,所以这项技术逐渐被跑车采用,比如法拉利360和575。可变进气歧管技术与可变配气技术相比,成本更低?只需简单设计电磁阀和进气管形状即可实现;然而,可变气门分配技术需要复杂和精确的液压系统来驱动它。如果气门冲程改变,需要一些特殊的凸轮轴。
目前可变进气歧管技术有两种:可变进气歧管长度和可变进气振动,这两种技术都是通过进气歧管的几何设计来实现的。让我们分别讨论这两种技术。可变进气歧管长度可变进气歧管长度是普通民用车辆广泛采用的技术。大多数进气歧管的长度设计为可分两级调节。低速时使用长进气歧管,高速时使用短进气歧管。高速时为什么要设计成短进气歧管?因为可以让进气更顺畅,这个应该很好理解;但是为什么低速的时候需要很长的进气歧管呢?不会增加进气阻力吗?因为发动机在低转速时的进气频率也较低,长进气歧管可以聚集更多的空气,所以非常适合匹配发动机低转速时的进气需求,从而提高扭矩输出。
此外,长进气歧管还可以降低空气流量,使空气和燃油混合更好,燃烧更充分,产生更大的扭矩输出。为了更好的满足不同转速的进气需求,有些系统采用了三段可变进气歧管长度的设计,比如V8发动机。每组气缸有三个可调进气管,一组有24个进气管。事实上,奥迪并没有分离进气歧管。它在中心转子周围布置了一个旋转的进气歧管,当转子转动到不同位置时,可以获得不同的进气歧管长度。整个系统安装在V型发动机的V型夹角内。兰博基尼也有一个更高级的雷文顿发动机,具有三级可变几何进气歧管和可变正式进气和排气凸轮轴技术。
53、油电混合动力系统
所谓混合动力一般是指油电混合动力,即燃料(汽油、柴油等)的混合。)和电能。混合动力汽车是以电动机为发动机的辅助动力驱动车辆。混合动力汽车燃油经济性高,驾驶性能优异。混合动力汽车的发动机使用燃油,在启动和加速时,在电动机的辅助下,可以降低油耗。简单来说,与同尺寸汽车相比,燃油成本更低。而且辅助发动机的电动机可以在启动的瞬间产生强大的动力,车主可以享受更强劲的启动和加速。同时也能达到更高的燃油经济性。
目前,混合动力车主要有三种类型。
一种是发动机作为主要动力,电动机作为辅助动力?并行模式?。
(并联混合动力)这种模式主要由发动机驱动,利用电动机在重新启动时产生强大动力的特性。当汽车启动和加速等发动机的油耗较高时,使用电动机的辅助驱动来降低发动机的油耗。这种方法的结构相对简单,只需要在车上加装电动机和电池。
另一种是低速时只靠电动机驱动,高速时发动机和电动机一起驱动?串联和并联?。(燃料电池)仅在启动和低速运行时由电动机驱动。当速度增加时,发动机和电动机有效地分享功率。这种方式需要功率共享装置和发电机,因此结构复杂。
还有只靠电动机驱动的电动车?串联模式?。(串联式混合动力)发动机只作为动力源,汽车由电动机驱动。驱动系统只有电动机,但它也是一种混合动力汽车,因为它也需要安装燃油发动机。